专利名称：重叠标记及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种重叠标记及其制备方法，特别涉及一种用于隔离层双重图案化工艺(spacer double patterning process)的重叠标记及其制备方法。
背景技术：
随着集成电路(Integrated Circuit, IC)工艺的线宽持续缩小,元件的关键尺寸(critical dimension,⑶)的控制愈来愈重要。当工艺需在一晶圆层上形成图案配置型态不同的两区域时，须对两区域的光阻层进行曝光条件不同的两次曝光，亦即进行双重曝光工艺，使得各区域分别具有预定的关键尺寸。当所形成图案的间距(pitch)小于单次曝光的解析度时，此时即可使用双重曝光工艺使得所形成图案的间距符合要求的尺寸。对于制作良好的集成电路产品，通常执行多次图案转移过程，将集成电路图案转移至每一未处理层(non-processing layer),以形成集成电路装置。因此，当半导体装置的关键尺寸愈来愈小，连续图案层的图案对准以减少错位就愈形重要了。重叠标记可用于确保连续图案层之间的对准精度。也就是说，在形成连续的图案层之后，可通过参考所述多个连续图案层的重叠标记，执行确认重叠标记对准精度的步骤。然而，传统的标记图案太薄而且具有相对于背景材料层极低的图像对比度。亦即，很难借由太薄的标记图案辨识重叠标记。因此，对于隔离层双重图案化工艺，很难使用传统的重叠标记来监视重叠性的表现。另外，传统的重叠标记不能用于重叠性的测量。如上所述，现有的重叠标记存在着许多问题。因此，有必要提供一新的重叠标记及其制备方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种重叠标记和一种重叠标记制备方法，以解决上述现有技术中的问题。本发明提供一种重叠标记，在本发明的一实施例中，该重叠标记设置于一基板上，其包括多个标记单元，其中每一标记单元包括二纵向元件及多个横向元件，所述多个横向元件连接所述多个纵向元件以形成多个孔洞，所述多个孔洞显露该二纵向元件间的部分基板。本发明另提供一种重叠标记制备方法。在本发明的一实施例中，该重叠标记制备方法包括以下步骤形成一图案化层于一基板上，其中该图案化层包括至少一标记单元形成区域，每一标记单元形成区域包括二纵向凹部及多个横向凹部，所述多个横向凹部连接所述多个纵向凹部；由所述多个纵向凹部及所述多个横向凹部的侧壁成长一标记材料，使得该标记材料于所述多个纵向凹部及所述多个横向凹部中融合衔接；及移除该图案化层。因为本发明的重叠标记的标记单元的宽度大于现有重叠标记的标记单元的宽度，因此本发明的重叠标记可以具有较高的图像对比度。亦即，对于隔离层双重图案化工艺，通过本发明的重叠标记可以有效地监视重叠性的表现，且可本发明的重叠标记可用于重叠性的测量。上文已相当广泛地概述本发明的技术特征，以使下文的本发明详细描述得以获得较佳了解。构成本发明的权利要求标的的其它技术特征将描述于下文。本发明所属技术领域中普通技术人员应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或工艺而实现与本发明相同的目的。本发明所属技术领域中普通技术人员亦应了解，这类等效建构无法脱离所附的权利要求所界定的本发明的精神和范围。
图I显示本发明一实施例一基板上的部分图案化层的上视图；图2显示沿图I中线1-1的剖面侧视图，其显示图案化层的纵向凹部；图3显示沿图I中线2-2的剖面侧视图，其显示图案化层的横向凹部；
图4显示本发明一实施例成长标记材料于图案化层中的示意图；图5显示沿图4中线3-3的剖面侧视图；图6显示沿图4中线4-4的剖面侧视图；图7显示本发明一实施例的部分重叠标记的上视图；图8显示沿图7中线5-5的剖面侧视图；图9显示沿图7中线6-6的剖面侧视图；图10显示本发明一基板上具有多个装置区域的上视图；图11显示本发明一实施例位于该基板上的一重叠对准区域的重叠标记的局部放大图 '及图12-图14显示本发明标记单元的不同排列的示意图。其中，附图标记说明如下5本发明的重叠标记10图案化层12标记单元形成区域16纵向凹部I8横向凹部20 区块22标记材料30硅基板40 基板42装置区域44重叠对准区域52标记区域54标记单元56纵向元件58横向元件60 孔洞561、562 第一隔离层
581、582 第二隔离层X纵向元件的宽度V纵向凹部的宽度Y横向元件的宽度V横向凹部的宽度SI第一隔离层的宽度S2第二隔离层的宽度
具体实施例方式图1-9显示本发明一实施例的重叠标记制备方法的示意图。图I显示本发明一实施例一基板上的部分图案化层的上视图；图2显示沿图I中线1-1的剖面侧视图，其显示图案化层的纵向凹部；图3显示沿图I中线2-2的剖面侧视图，其显示图案化层的横向凹部。参考图1-3,—图案化层10形成于一娃基板30 (例如娃晶圆)上。该图案化层10可为一光阻层。该图案化层10包括至少一标记单元形成区域12。在本实施例中，每一标记单元形成区域12包括二纵向凹部16及多个横向凹部18，且所述多个横向凹部18连接所述多个纵向凹部16。每一纵向凹部16具有一宽度X'，该纵向凹部16的宽度X'小于2倍的第一隔离层561或562的宽度SI (由使用者定义)(参考图5)。每一横向凹部18具有一宽度Y'，该横向凹部18的宽度Y'小于2倍的第二隔离层581或582的宽度S2(由使用者定义)(参考图6)。要注意的是，该第二隔离层581或582的宽度S2可相同于或不同于该第一隔离层561或562的宽度SI。在本实施例中，每一标记单元形成区域12另包括多个区块(segments) 20，所述多个区块20排列于所述多个纵向凹部16及所述多个横向凹部18之间且相互间隔。所述多个区块20为多边形或圆形，或其组合，但不以此为限。图4显示本发明一实施例成长标记材料于图案化层中的示意图；图5显示沿图4中线3-3的剖面侧视图；图6显示沿图4中线4-4的剖面侧视图。参考图4-6，由所述多个纵向凹部16及所述多个横向凹部18的侧壁成长一标记材料22，使得该标记材料22于所述多个纵向凹部16及所述多个横向凹部18中融合衔接。在本发明一实施例中，该标记材料22由锗化硅、氧化硅或氮化硅形成。除上述材质外，该标记材料22亦可由任何适当的材质所形成。在本发明一实施例中，较佳以低温化学气相沉积(low temperature chemicalvapor deposition, LTCVD)方法形成该标记材料22。图7显示本发明一实施例的部分重叠标记的上视图；图8显示沿图7中线5-5的剖面侧视图；图9显示沿图7中线6-6的剖面侧视图。参考图7-9，在形成该标记材料22之后，利用一蚀刻液移除该图案化层10。该蚀刻液可为丙酮。如此，即可制备完成本发明的重叠标记。图10显示本发明一基板40上具有多个装置区域42的上视图；图11显示本发明一实施例位于该基板40上的一重叠对准区域44的重叠标记5的局部放大图。要注意的是，图7可被视为图11的一部分。参考图10及11，为了达到较佳的重叠对准，包括多个标记单兀54的该重叠标记5形成于该基板(例如一娃晶圆)40上,在本发明的一实施例中，该标记单元54由锗化硅、氧化硅或氮化硅形成。除上述材质外，该标记单元54亦可由任何适当的材质所形成。在本发明一实施例中，该重叠标记5包括多个标记区域52，且每一标记区域52包括多个标记单元54。在本实施例中，所述多个标记单元54的排列方式如图11所示，然而所述多个标记单元54的排列方式亦可如图12、图13或图14所示，但不以此为限。再参考图7-9,每一标记单元54包括二纵向元件56及多个横向元件58,所述多个横向元件58连接所述多个纵向元件56以形成多个孔洞60，所述多个孔洞60显露该二纵向元件56间的部分基板30。要注意的是，所述多个孔洞60可为多边形或圆形，或其组合，但不以此为限。每一纵向兀件56具有一宽度X,该纵向兀件56的宽度X小于第一隔离层561或562的宽度SI的2倍(参考图8)，其中，每一纵向元件56由二第一隔离层561及562融合衔接形成。每一横向兀件58具有一宽度Y,该横向兀件58的宽度Y小于第二隔离层581或582的宽度S2的2倍(参考图9)，其中，每一横向元件58由二第二隔离层581及582融合衔接形成。要注意的是，该第二隔离层581或582的宽度S2可相同于或不同于该第一隔离层561或562的宽度SI。 因为本发明的重叠标记5的标记单元54的宽度大于现有重叠标记的标记单元的宽度，因此本发明的重叠标记5可以具有较高的图像对比度。亦即，对于隔离层双重图案化工艺，通过本发明的重叠标记5可以有效地监视重叠性的表现，且可本发明的重叠标记5可用于重叠性的测量。本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本发明所属技术领域中普通技术人员应了解，在不背离所附权利要求所界定的本发明精神和范围内，本发明的教示及揭示可作种种的替换及修饰。例如，上文揭示的许多工艺可以不同的方法实施或以其它工艺予以取代，或者采用上述二种方式的组合。此外，本发明的权利要求范围并不局限于上文揭示的特定实施例的工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。本发明所属技术领域中普通技术人员应了解，基于本发明教示及揭示工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤，无论现在已存在或日后开发者，其与本发明实施例揭示的内容以实质相同的方式执行实质相同的功能，而达到实质相同的结果，亦可使用于本发明。因此，以下的权利要求系用以涵盖用以此类工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。
权利要求
1.一种重叠标记(5)，位于一基板上，包括多个标记单元(54)，其特征在于，每一所述标记单元(54)包括二纵向元件(56)及多个横向元件(58),所述多个横向元件(58)连接所述多个纵向元件(56)以形成多个孔洞(60)，所述多个孔洞￠0)显露该二纵向元件(56)间的部分基板。
2.如权利要求I所述的重叠标记(5)，其特征在于，该重叠标记(5)形成于一硅基板(30)上。
3.如权利要求I所述的重叠标记(5)，其特征在于，该重叠标记(5)由锗化硅、氧化硅或氮化硅形成。
4.如权利要求I所述的重叠标记(5),其特征在于,每一纵向兀件(56)由二第一隔离层(561、562)融合衔接形成。
5.如权利要求4所述的重叠标记(5),其特征在于,该第一隔离层(561、562)具有一宽度(SI)，该纵向元件(56)具有一宽度(X)，该纵向元件(56)的宽度⑴小于该第一隔离层(561,562)的宽度(SI)的二倍。
6.如权利要求I所述的重叠标记(5),其特征在于,每一横向兀件(58)由二第二隔离层(581、582)融合衔接形成。
7.如权利要求6所述的重叠标记(5)，其特征在于，该第二隔离层(581、582)具有一宽度(S2),该横向兀件(58)具有一宽度(Y),该横向兀件(58)的宽度(Y)小于该第二隔离层(581、582)的宽度(S2)的二倍。
8.如权利要求I所述的重叠标记(5)，其特征在于，该孔洞(60)为多边形或圆形，或其组合。
9.一种重叠标记制备方法，其特征在于，包含以下步骤 形成一图案化层(10)于一基板上，其中该图案化层(10)包括至少一标记单元形成区域(12)，每一所述标记单元形成区域(10)包括二纵向凹部(16)及多个横向凹部(18)，所述多个横向凹部(18)连接所述多个纵向凹部(16)； 由所述多个纵向凹部(16)及所述多个横向凹部(18)的侧壁成长一标记材料(22)，使得该标记材料(22)于所述多个纵向凹部(16)及所述多个横向凹部(18)中融合衔接；及 移除该图案化层(10)。
10.如权利要求9所述的重叠标记制备方法，其特征在于，该图案化层(10)为一光阻层。
11.如权利要求10所述的重叠标记制备方法，其特征在于，该图案化层是(10)利用一蚀刻液移除的。
12.如权利要求11所述的重叠标记制备方法，其特征在于，该蚀刻液为丙酮。
13.如权利要求9所述的重叠标记制备方法，其特征在于，该重叠标记由锗化硅、氧化硅或氮化硅形成。
14.如权利要求I所述的重叠标记制备方法，其特征在于，成长该标记材料(22)的步骤包括由所述多个纵向凹部(16)的侧壁成长第一隔离层(561、562)，以及由所述多个横向凹部(18)的侧壁成长第二隔离层(581,582) 0
15.如权利要求14所述的重叠标记制备方法，其特征在于，该第一隔离层(561、562)具有一宽度(SI)，该纵向凹部(16)具有一宽度(X')，该纵向凹部(16)的宽度(X')小于该第一隔离层(561、562)的宽度(SI)的二倍。
16.如权利要求14所述的重叠标记制备方法，其特征在于，该第二隔离层(581、582)具有一宽度(S2)，该横向凹部(18)具有一宽度(Y')，该横向凹部(18)的宽度(Y')小于该第二隔离层(581,582)的宽度(S2)的二倍。
17.如权利要求9所述的重叠标记制备方法，其特征在于，每一所述标记单元形成区域(10)包括多个区块(20)，排列于所述多个纵向凹部(16)及所述多个横向凹部(18)之间且相互间隔。
18.如权利要求17所述的重叠标记制备方法，其特征在于，该区块(20)为多边形或圆形，或其组合。
19.如权利要求9所述的重叠标记制备方法，其特征在于，该标记材料(22)是以低温化学气相沉积方法形成的。
全文摘要
本发明提供一种重叠标记和重叠标记制备方法，重叠标记制备方法包括以下步骤形成一图案化层于一基板上，其中该图案化层包括至少一标记单元形成区域，每一标记单元形成区域包括二纵向凹部及多个横向凹部，所述多个横向凹部连接所述多个纵向凹部；由所述多个纵向凹部及所述多个横向凹部的侧壁成长一标记材料，使得该标记材料于所述多个纵向凹部及所述多个横向凹部中融合衔接；及移除该图案化层。借此，可制备本发明具有标记单元的重叠标记。
文档编号G03F9/00GK102800652SQ20111020141
公开日2012年11月28日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年5月26日
发明者邱垂福 申请人:南亚科技股份有限公司